Diolch i chi am ymweld â Nature.com. Mae gan y fersiwn porwr rydych chi'n ei ddefnyddio gefnogaeth gyfyngedig ar gyfer CSS. I gael y profiad gorau, rydym yn argymell eich bod chi'n defnyddio porwr wedi'i ddiweddaru (neu'n diffodd y modd cydnawsedd yn Internet Explorer). Yn y cyfamser, er mwyn sicrhau cefnogaeth barhaus, byddwn yn arddangos y wefan heb arddulliau a JavaScript.
Mae'r galw cynyddol am gyfathrebu teleffoni symudol wedi arwain at ymddangosiad parhaus technolegau diwifr (G), a all gael effeithiau gwahanol ar systemau biolegol. I brofi hyn, fe wnaethom amlygu llygod mawr i amlygiad un pen i faes electromagnetig (EMF) esblygiad hirdymor 4G (LTE) - 1800 MHz am 2 awr. Yna fe wnaethom asesu effaith niwro-llid acíwt a achosir gan lipopolysacarid ar orchudd gofodol microglia a gweithgaredd niwronau electroffisiolegol yn y cortecs clywedol cynradd (ACx). Y SAR cyfartalog mewn ACx yw 0.5 W/kg. Mae recordiadau aml-uned yn dangos bod LTE-EMF yn sbarduno gostyngiad yn nwyster yr ymateb i donau pur a lleisiau naturiol, tra bod cynnydd yn y trothwy acwstig ar gyfer amleddau isel a chanolig. Ni ddangosodd imiwnohistochemeg Iba1 unrhyw newidiadau yn yr ardal a gwmpesir gan gyrff a phrosesau microglial. Mewn llygod mawr iach, ni wnaeth yr un amlygiad LTE achosi newidiadau mewn dwyster ymateb a throthwyon acwstig. Mae ein data yn dangos bod niwro-llid acíwt yn sensitifio niwronau i LTE-EMF, gan arwain at brosesu acwstig wedi'i newid. ysgogiadau yn ACx.
Mae amgylchedd electromagnetig dynolryw wedi newid yn sylweddol dros y tair degawd diwethaf oherwydd ehangu parhaus cyfathrebu diwifr. Ar hyn o bryd, ystyrir bod mwy na dwy ran o dair o'r boblogaeth yn ddefnyddwyr ffonau symudol (MP). Mae lledaeniad graddfa fawr y dechnoleg hon wedi ennyn pryderon a dadl ynghylch effeithiau peryglus posibl meysydd electromagnetig pwls (EMFs) yn yr ystod amledd radio (RF), sy'n cael eu hallyrru gan MPs neu orsafoedd sylfaen ac yn amgodio cyfathrebu. Mae'r mater iechyd cyhoeddus hwn wedi ysbrydoli nifer o astudiaethau arbrofol sy'n ymroddedig i ymchwilio i effeithiau amsugno amledd radio mewn meinweoedd biolegol1. Mae rhai o'r astudiaethau hyn wedi chwilio am newidiadau yng ngweithgaredd rhwydwaith niwronau a phrosesau gwybyddol, o ystyried agosrwydd yr ymennydd at ffynonellau RF o dan ddefnydd treiddiol MP. Mae llawer o astudiaethau a adroddwyd yn mynd i'r afael ag effeithiau signalau modiwleiddio pwls a ddefnyddir mewn system fyd-eang ail genhedlaeth (2G) ar gyfer cyfathrebu symudol (GSM) neu fynediad lluosog rhannu cod band eang (WCDMA)/systemau telathrebu symudol cyffredinol trydydd genhedlaeth (WCDMA/3G UMTS)2,3,4,5. Ychydig a wyddys am effeithiau signalau amledd radio a ddefnyddir mewn gwasanaethau symudol pedwaredd genhedlaeth (4G), sy'n dibynnu ar Technoleg Protocol Rhyngrwyd holl-ddigidol o'r enw technoleg Esblygiad Hirdymor (LTE). Wedi'i lansio yn 2011, disgwylir i wasanaeth set law LTE gyrraedd 6.6 biliwn o danysgrifwyr LTE byd-eang ym mis Ionawr 2022 (GSMA: //gsacom.com). O'i gymharu â systemau GSM (2G) a WCDMA (3G) sy'n seiliedig ar gynlluniau modiwleiddio cludwr sengl, mae LTE yn defnyddio Amlblecsio Rhannu Amledd Orthogonal (OFDM) fel y fformat signal sylfaenol6. Ledled y byd, mae gwasanaethau symudol LTE yn defnyddio ystod o fandiau amledd gwahanol rhwng 450 a 3700 MHz, gan gynnwys y bandiau 900 a 1800 MHz a ddefnyddir hefyd yn GSM.
Mae gallu amlygiad RF i effeithio ar brosesau biolegol yn cael ei bennu i raddau helaeth gan y gyfradd amsugno benodol (SAR) a fynegir mewn W/kg, sy'n mesur yr ynni a amsugnir mewn meinwe fiolegol. Archwiliwyd effeithiau amlygiad pen acíwt 30 munud i signalau LTE 2.573 GHz ar weithgaredd rhwydwaith niwronau byd-eang yn ddiweddar mewn gwirfoddolwyr dynol iach. Gan ddefnyddio fMRI cyflwr gorffwys, gwelwyd y gall amlygiad LTE achosi amrywiadau amledd araf digymell a newidiadau mewn cysylltedd mewn- neu ryngranbarthol, tra bod lefelau SAR brig gofodol ar gyfartaledd dros 10 g o feinwe wedi'u hamcangyfrif i amrywio rhwng 0.42 ac 1.52 W/kg, yn ôl pynciau 7, 8, 9. Dangosodd dadansoddiad EEG o dan amodau amlygiad tebyg (hyd 30 munud, lefel SAR brig amcangyfrifedig o 1.34 W/kg gan ddefnyddio model pen dynol cynrychioliadol) bŵer sbectrol a chydlyniant hemisfferig is yn y bandiau alffa a beta. Fodd bynnag, canfu dwy astudiaeth arall yn seiliedig ar ddadansoddiad EEG nad oedd gan 20 neu 30 munud o amlygiad pen LTE, gyda lefelau SAR lleol uchaf wedi'u gosod ar oddeutu 2 W/kg, unrhyw ganfyddadwy. effaith11 neu arweiniodd at ostyngiad mewn pŵer sbectrol yn y band alffa, tra na newidiodd gwybyddiaeth yn y swyddogaeth a aseswyd gyda phrawf Stroop 12. Canfuwyd gwahaniaethau sylweddol hefyd yng nghanlyniadau astudiaethau EEG neu wybyddol a oedd yn edrych yn benodol ar effeithiau amlygiad i EMF GSM neu UMTS. Credir eu bod yn deillio o amrywiadau mewn dyluniad dull a pharamedrau arbrofol, gan gynnwys math a modiwleiddio signal, dwyster a hyd amlygiad, neu o heterogenedd mewn pynciau dynol o ran oedran, anatomeg, neu ryw.
Hyd yn hyn, ychydig o astudiaethau anifeiliaid sydd wedi'u defnyddio i benderfynu sut mae dod i gysylltiad â signalau LTE yn effeithio ar swyddogaeth yr ymennydd. Yn ddiweddar, adroddwyd bod dod i gysylltiad systemig â llygod sy'n datblygu o gyfnod embryonig hwyr i ddiddyfnu (30 munud/dydd, 5 diwrnod/wythnos, gyda SAR corff cyfan cymedrig o 0.5 neu 1 W/kg) wedi arwain at ymddygiadau echddygol ac archwaeth wedi'u newid yn ystod oedolaeth 14. Canfuwyd bod dod i gysylltiad systemig dro ar ôl tro (2 ha y dydd am 6 wythnos) mewn llygod mawr sy'n oedolion yn achosi straen ocsideiddiol ac yn lleihau osgled y potensialau ysgogedig gweledol a geir o'r nerf optig, gyda SAR uchaf wedi'i amcangyfrif i fod mor isel â 10 mW/kg 15.
Yn ogystal â dadansoddi ar sawl graddfa, gan gynnwys y lefelau cellog a moleciwlaidd, gellir defnyddio modelau cnofilod i astudio effeithiau amlygiad i RF yn ystod clefyd, fel y canolbwyntiwyd yn flaenorol ar EMF GSM neu WCDMA/3G UMTS yng nghyd-destun niwro-llid acíwt. Mae astudiaethau wedi dangos effeithiau trawiadau, clefydau niwroddirywiol neu gliomas 16,17,18,19,20.
Mae cnofilod sy'n cael eu chwistrellu â lipopolysacarid (LPS) yn fodel cyn-glinigol clasurol o ymatebion niwro-llidiol acíwt sy'n gysylltiedig â chlefydau heintus diniwed a achosir gan firysau neu facteria sy'n effeithio ar y rhan fwyaf o'r boblogaeth bob blwyddyn. Mae'r cyflwr llidiol hwn yn arwain at glefyd gwrthdroadwy a syndrom ymddygiad iselder a nodweddir gan dwymyn, colli archwaeth, a llai o ryngweithio cymdeithasol. Mae ffagosytau CNS preswyl fel microglia yn gelloedd effeithydd allweddol yr ymateb niwro-llidiol hwn. Mae trin cnofilod ag LPS yn sbarduno actifadu microglia a nodweddir gan ailfodelu eu siâp a'u prosesau cellog a newidiadau dwys ym mhroffil y trawsgrifiad, gan gynnwys cynyddu genynnau sy'n amgodio cytocinau neu ensymau pro-llidiol, sy'n effeithio ar rwydweithiau niwronau Gweithgareddau 22, 23, 24.
Wrth astudio effeithiau amlygiad pen sengl 2 awr i EMF GSM-1800 MHz mewn llygod mawr a gafodd driniaeth LPS, gwelsom fod signalau GSM yn sbarduno ymatebion cellog yn y cortecs cerebral, gan effeithio ar fynegiant genynnau, ffosfforyleiddiad derbynnydd glwtamad, tanio Meta-evoked niwronau a morffoleg microglia yn y cortecs cerebral. Ni chanfuwyd yr effeithiau hyn mewn llygod mawr iach a dderbyniodd yr un amlygiad GSM, gan awgrymu bod y cyflwr niwro-llidiol a sbardunwyd gan LPS yn sensitifio celloedd CNS i signalau GSM. Gan ganolbwyntio ar y cortecs clywedol (ACx) o lygod mawr a gafodd driniaeth LPS, lle'r oedd y SAR lleol ar gyfartaledd o 1.55 W/kg, gwelsom fod amlygiad GSM yn arwain at gynnydd yn hyd neu ganghennu prosesau microglial a gostyngiad mewn ymatebion niwronau a ysgogwyd gan donau pur a .Ysgogiad Naturiol 28.
Yn yr astudiaeth gyfredol, ein nod oedd archwilio a allai amlygiad pen yn unig i signalau LTE-1800 MHz hefyd newid morffoleg microglial a gweithgaredd niwronau yn ACx, gan leihau pŵer yr amlygiad o ddwy ran o dair. Rydym yn dangos yma nad oedd gan signalau LTE unrhyw effaith ar brosesau microglial ond eu bod yn dal i sbarduno gostyngiad sylweddol mewn gweithgaredd cortigol a ysgogwyd gan sain yn ACx llygod mawr a gafodd eu trin ag LPS gyda gwerth SAR o 0.5 W/kg.
O ystyried tystiolaeth flaenorol bod amlygiad i GSM-1800 MHz wedi newid morffoleg microglial o dan amodau llidiol, fe wnaethom ymchwilio i'r effaith hon ar ôl amlygiad i signalau LTE.
Chwistrellwyd llygod mawr sy'n oedolion ag LPS 24 awr cyn dod i gysylltiad â'r pen yn unig fel ffug neu ddod i gysylltiad â LTE-1800 MHz. Ar ôl dod i gysylltiad, sefydlwyd ymatebion niwro-llidiol a ysgogwyd gan LPS yn y cortecs yr ymennydd, fel y dangosir gan gynnydd mewn genynnau pro-llidiol a newidiadau mewn morffoleg microglia cortigol (Ffigur 1). Gosodwyd y pŵer a ddatgelwyd gan ben yr LTE i gael lefel SAR gyfartalog o 0.5 W/kg mewn ACx (Ffigur 2). I benderfynu a oedd microglia a actifadwyd gan LPS yn ymatebol i EMF LTE, dadansoddwyd adrannau cortigol wedi'u staenio â gwrth-Iba1 a labelodd y celloedd hyn yn ddetholus. Fel y dangosir yn Ffigur 3a, mewn adrannau ACx a osodwyd 3 i 4 awr ar ôl dod i gysylltiad â ffug neu LTE, roedd microglia yn edrych yn hynod debyg, gan ddangos morffoleg celloedd "tebyg i ddwysedd" a ysgogwyd gan driniaeth pro-llidiol LPS (Ffigur 1). Yn gyson ag absenoldeb ymatebion morffolegol, ni ddatgelodd dadansoddiad delwedd meintiol unrhyw wahaniaethau arwyddocaol yng nghyfanswm yr arwynebedd (prawf-t heb ei baru, p = 0.308) na'r arwynebedd (p = 0.196) a'r dwysedd. (p = 0.061) o imiwno-adweithedd Iba1 wrth gymharu amlygiad i gyrff celloedd wedi'u lliwio ag Iba 1 mewn llygod mawr LTE yn erbyn anifeiliaid a gafodd eu hamlygu i ffug (Ffig. 3b-d).
Effeithiau chwistrelliad LPS ip ar forffoleg microglia cortigol. Golygfa gynrychioliadol o ficroglia mewn adran goronaidd y cortecs serebrol (rhanbarth dorsomedial) 24 awr ar ôl chwistrelliad intraperitoneol o LPS neu gerbyd (rheolaeth). Cafodd celloedd eu staenio ag gwrthgorff gwrth-Iba1 fel y disgrifiwyd yn flaenorol. Arweiniodd triniaeth pro-llidiol LPS at newidiadau ym morffoleg microglia, gan gynnwys tewychu proximal a chynnydd mewn canghennau eilaidd byr o brosesau cellog, gan arwain at ymddangosiad "tebyg i ddwysedd". Bar graddfa: 20 µm.
Dadansoddiad dosimetrig o gyfradd amsugno penodol (SAR) yn ymennydd llygoden fawr yn ystod amlygiad i LTE 1800 MHz. Defnyddiwyd model heterogenaidd o lygoden fawr ffantom ac antena dolen62 a ddisgrifiwyd yn flaenorol i asesu SAR lleol yn yr ymennydd, gyda grid ciwbig 0.5 mm3. (a) Golwg fyd-eang o fodel llygoden fawr mewn lleoliad amlygiad gydag antena dolen uwchben y pen a pad thermol metelaidd (melyn) islaw'r corff. (b) Dosbarthiad gwerthoedd SAR yn ymennydd oedolyn ar benderfyniad gofodol o 0.5 mm3. Mae'r ardal wedi'i diffinio gan yr amlinelliad du yn yr adran sagittal yn cyfateb i'r cortecs clywedol cynradd lle mae gweithgaredd microglial a niwronal yn cael ei ddadansoddi. Mae'r raddfa lliw-godio o werthoedd SAR yn berthnasol i bob efelychiad rhifiadol a ddangosir yn y ffigur.
Microglia wedi'i chwistrellu ag LPS yng nghortecs clywedol llygoden fawr yn dilyn amlygiad LTE neu Ffug. (a) Golygfa bentyrru gynrychioliadol o ficroglia wedi'i staenio ag gwrthgorff gwrth-Iba1 mewn adrannau coronal o gortecs clywedol llygoden fawr wedi'i drwytho ag LPS 3 i 4 awr ar ôl amlygiad Ffug neu LTE (amlygiad). Bar graddfa: 20 µm. (bd) Asesiad morffometrig o ficroglia 3 i 4 awr ar ôl amlygiad ffug (dotiau agored) neu amlygiad LTE (amlygedig, dotiau du). (b, c) Gorchudd gofodol (b) o'r marcwr microglia Iba1 ac ardaloedd o gyrff celloedd positif Iba1 (c). Mae data'n cynrychioli ardal staenio gwrth-Iba1 wedi'i normaleiddio i'r cymedr o anifeiliaid a amlygwyd i Ffug. (d) Cyfrif o gyrff celloedd microglia wedi'u staenio ag gwrth-Iba1. Nid oedd gwahaniaethau rhwng anifeiliaid Ffug (n = 5) ac LTE (n = 6) yn arwyddocaol (p > 0.05, prawf-t heb ei baru). Mae brig a gwaelod y blwch, y llinellau uchaf ac isaf yn cynrychioli'r 25ain-75ain canradd a'r 5-95fed ganradd, yn y drefn honno. Mae'r gwerth cymedrig wedi'i farcio mewn coch yn y blwch.
Mae Tabl 1 yn crynhoi niferoedd yr anifeiliaid a'r recordiadau aml-uned a gafwyd yng nghortecs clywedol cynradd pedwar grŵp o lygod mawr (Ffug, Agored, Ffug-LPS, Agored-LPS). Yn y canlyniadau isod, rydym yn cynnwys pob recordiad sy'n arddangos maes derbyniol amserol sbectrol sylweddol (STRF), h.y., ymatebion a ysgogwyd gan dôn sydd o leiaf 6 gwyriad safonol yn uwch na chyfraddau tanio digymell (gweler Tabl 1). Gan gymhwyso'r maen prawf hwn, dewiswyd 266 o gofnodion ar gyfer y grŵp Ffug, 273 o gofnodion ar gyfer y grŵp Agored, 299 o gofnodion ar gyfer y grŵp Ffug-LPS, a 295 o gofnodion ar gyfer y grŵp Agored-LPS.
Yn y paragraffau canlynol, byddwn yn gyntaf yn disgrifio'r paramedrau a dynnwyd o'r maes derbyniol sbectrol-amserol (hynny yw, yr ymateb i donau pur) a'r ymateb i leisiadau penodol xenogeneig. Yna byddwn yn disgrifio meintioli'r ardal ymateb amledd a gafwyd ar gyfer pob grŵp. Gan ystyried presenoldeb "data nythu"30 yn ein dyluniad arbrofol, perfformiwyd yr holl ddadansoddiadau ystadegol yn seiliedig ar nifer y safleoedd yn yr arae electrod (rhes olaf yn Nhabl 1), ond roedd yr holl effeithiau a ddisgrifir isod hefyd yn seiliedig ar nifer y safleoedd ym mhob grŵp. Cyfanswm nifer y recordiadau aml-uned a gasglwyd (trydydd rhes yn Nhabl 1).
Mae Ffigur 4a yn dangos y dosbarthiad amledd gorau posibl (BF, gan ysgogi ymateb mwyaf ar 75 dB SPL) o niwronau cortigol a gafwyd mewn anifeiliaid Sham a anifeiliaid a oedd wedi'u hamlygu i LPS. Estynnwyd ystod amledd BF yn y ddau grŵp o 1 kHz i 36 kHz. Dangosodd dadansoddiad ystadegol fod y dosraniadau hyn yn debyg (chi-sgwâr, p = 0.278), gan awgrymu y gellid gwneud cymariaethau rhwng y ddau grŵp heb ragfarn samplu.
Effeithiau amlygiad i LTE ar baramedrau meintioli ymatebion cortigol mewn anifeiliaid a gafodd eu trin â LPS. (a) Dosbarthiad BF mewn niwronau cortigol anifeiliaid a gafodd eu trin â LPS a gafodd eu hamlygu i LTE (du) ac a gafodd eu hamlygu i LTE (gwyn). Nid oes gwahaniaeth rhwng y ddau ddosbarthiad. (bf) Effaith amlygiad i LTE ar baramedrau sy'n meintioli'r maes derbyniol amserol sbectrol (STRF). Gostyngwyd cryfder yr ymateb yn sylweddol (*p < 0.05, prawf-t heb ei baru) ar draws amleddau STRF (cryfder ymateb cyfan) ac optimaidd (b,c). Hyd yr ymateb, lled band yr ymateb, a chysonyn lled band (df). Gostyngwyd cryfder a dibynadwyedd amserol ymatebion i leisio (g, h). Ni chafodd gweithgaredd digymell ei leihau'n sylweddol (i). (*p < 0.05, prawf-t heb ei baru). (j,k) Effeithiau amlygiad i LTE ar drothwyon cortigol. Roedd trothwyon cymedrig yn sylweddol uwch mewn llygod mawr a gafodd eu hamlygu i LTE o'i gymharu â llygod mawr a gafodd eu hamlygu i ffug. Mae'r effaith hon yn fwy amlwg yn yr isel a'r canol. amleddau.
Mae Ffigurau 4b-f yn dangos dosbarthiad y paramedrau sy'n deillio o'r STRF ar gyfer yr anifeiliaid hyn (cymedrau a nodir gan linellau coch). Ymddengys bod effeithiau amlygiad i LTE ar anifeiliaid a gafodd driniaeth LPS yn dangos gostyngiad mewn cyffro niwronau. Yn gyntaf, roedd dwyster ac ymatebion ymateb cyffredinol yn sylweddol is mewn BF o'i gymharu ag anifeiliaid Sham-LPS (Ffig. 4b,c prawf-t heb ei baru, p = 0.0017; a p = 0.0445). Yn yr un modd, gostyngodd ymatebion i synau cyfathrebu o ran cryfder ymateb a dibynadwyedd rhyng-dreial (Ffig. 4g,h; prawf-t heb ei baru, p = 0.043). Gostyngwyd gweithgaredd digymell, ond nid oedd yr effaith hon yn arwyddocaol (Ffig. 4i; p = 0.0745). Ni chafodd hyd ymateb, lled band tiwnio, ac oedi ymateb eu heffeithio gan amlygiad i LTE mewn anifeiliaid a gafodd driniaeth LPS (Ffig. 4d–f), sy'n dangos nad oedd detholusrwydd amledd a chywirdeb ymatebion cychwyn wedi'u heffeithio gan amlygiad i LTE mewn anifeiliaid a gafodd driniaeth LPS.
Nesaf, fe wnaethom asesu a oedd trothwyon cortigol tôn pur wedi newid gan amlygiad i LTE. O'r ardal ymateb amledd (FRA) a gafwyd o bob recordiad, fe wnaethom bennu trothwyon clywedol ar gyfer pob amledd a chyfartaleddu'r trothwyon hyn ar gyfer y ddau grŵp o anifeiliaid. Mae Ffigur 4j yn dangos y trothwyon cymedrig (± sem) o 1.1 i 36 kHz mewn llygod mawr a gafodd eu trin ag LPS. Dangosodd cymharu trothwyon clywedol y grwpiau Ffug a'r rhai a Ddaeth i'r Amlygiad gynnydd sylweddol mewn trothwyon mewn anifeiliaid a ddatgelwyd o'i gymharu ag anifeiliaid Ffug (Ffig. 4j), effaith a oedd yn fwy amlwg mewn amleddau isel a chanolig. Yn fwy manwl gywir, ar amleddau isel (< 2.25 kHz), cynyddodd cyfran y niwronau A1 â throthwy uchel, tra gostyngodd cyfran y niwronau trothwy isel a chanolig (chi-sgwâr = 43.85; p < 0.0001; Ffig. 4k, Ffigur chwith). Gwelwyd yr un effaith ar amledd canolig (2.25 < Amledd(kHz) < 11): cyfran uwch o recordiadau cortigol â throthwyon canolradd a chyfran lai o niwronau â throthwyon isel o'i gymharu â'r grŵp heb eu hamlygu (Chi-Sgwâr = 71.17; p < 0.001; Ffigur 4k, panel canol). Roedd gwahaniaeth sylweddol hefyd yn y trothwy ar gyfer niwronau amledd uchel (≥ 11 kHz, p = 0.0059); gostyngodd cyfran y niwronau trothwy isel a chynyddodd cyfran y trothwy canolig-uchel (chi-sgwâr = 10.853; p = 0.04 Ffigur 4k, panel dde).
Mae Ffigur 5a yn dangos y dosbarthiad amledd gorau posibl (BF, sy'n ennyn yr ymateb mwyaf ar 75 dB SPL) o niwronau cortigol a gafwyd mewn anifeiliaid iach ar gyfer y grwpiau Ffug ac Agored. Dangosodd dadansoddiad ystadegol fod y ddau ddosbarthiad yn debyg (chi-sgwâr, p = 0.157), gan awgrymu y gellid gwneud cymariaethau rhwng y ddau grŵp heb ragfarn samplu.
Effeithiau amlygiad LTE ar baramedrau meintioli ymatebion cortigol mewn anifeiliaid iach. (a) Dosbarthiad BF mewn niwronau cortigol anifeiliaid iach a gafodd eu hamlygu i LTE (glas tywyll) ac a gafodd eu hamlygu i LTE ar ffurf ffug (glas golau). Nid oes gwahaniaeth rhwng y ddau ddosbarthiad. (bf) Effaith amlygiad LTE ar baramedrau sy'n meintioli'r maes derbyniol amserol sbectrol (STRF). Nid oedd unrhyw newid sylweddol yn nwyster yr ymateb ar draws yr STRF a'r amleddau gorau posibl (b,c). Mae cynnydd bach yn hyd yr ymateb (d), ond dim newid yn lled band yr ymateb a lled band (e, f). Ni newidiodd cryfder na dibynadwyedd amserol yr ymatebion i leisio (g, h). Nid oedd unrhyw newid sylweddol mewn gweithgaredd digymell (i). (*p < 0.05 prawf-t heb ei baru). (j,k) Effeithiau amlygiad LTE ar drothwyon cortigol. Ar gyfartaledd, ni newidiodd y trothwyon yn sylweddol mewn llygod mawr a gafodd eu hamlygu i LTE o'i gymharu â llygod mawr a gafodd eu hamlygu i ffurf ffug, ond roedd y trothwyon amledd uwch ychydig yn is mewn anifeiliaid a gafodd eu hamlygu.
Mae Ffigurau 5b-f yn dangos plotiau bocs sy'n cynrychioli dosbarthiad a chymedr (llinell goch) paramedrau sy'n deillio o'r ddwy set o STRFs.Mewn anifeiliaid iach, ychydig iawn o effaith oedd gan amlygiad i LTE ei hun ar werth cymedr paramedrau STRF.O'i gymharu â'r grŵp Ffug (blychau glas golau vs tywyll ar gyfer y grŵp a amlygwyd), ni newidiodd amlygiad i LTE ddwyster yr ymateb cyfan nac ymateb BF (Ffig. 5b,c; prawf-t heb ei baru, p = 0.2176, a p = 0.8696 yn y drefn honno).Nid oedd unrhyw effaith ar led band sbectrol a latency chwaith (p = 0.6764 a p = 0.7129, yn y drefn honno), ond roedd cynnydd sylweddol yn hyd yr ymateb (p = 0.047).Nid oedd unrhyw effaith chwaith ar gryfder ymatebion lleisiol (Ffig. 5g, p = 0.4375), dibynadwyedd rhyng-dreial yr ymatebion hyn (Ffig. 5h, p = 0.3412), a gweithgaredd digymell (Ffig. 5).5i; p = 0.3256).
Mae Ffigur 5j yn dangos y trothwyon cymedrig (± sem) o 1.1 i 36 kHz mewn llygod mawr iach. Ni ddangosodd wahaniaeth sylweddol rhwng llygod mawr ffug a llygod mawr a oedd wedi'u hamlygu, ac eithrio trothwy ychydig yn is mewn anifeiliaid a oedd wedi'u hamlygu ar amleddau uchel (11–36 kHz) (prawf-t heb ei baru, p = 0.0083). Mae'r effaith hon yn adlewyrchu'r ffaith, mewn anifeiliaid a oedd wedi'u hamlygu, yn yr ystod amledd hon (chi-sgwâr = 18.312, p = 0.001; Ffig. 5k), fod ychydig mwy o niwronau â throthwyon isel a chanolig (tra bod trothwyon uchel yn llai o niwronau).
I gloi, pan gafodd anifeiliaid iach eu hamlygu i LTE, nid oedd unrhyw effaith ar gryfder yr ymateb i donau pur a synau cymhleth fel lleisiau. Ar ben hynny, mewn anifeiliaid iach, roedd trothwyon clywedol cortigol yn debyg rhwng anifeiliaid a gafodd eu hamlygu ac anifeiliaid a gafodd eu ffug, tra mewn anifeiliaid a gafodd driniaeth LPS, arweiniodd amlygiad i LTE at gynnydd sylweddol mewn trothwyon cortigol, yn enwedig yn yr ystod amledd isel a chanolig.
Dangosodd ein hastudiaeth, mewn llygod mawr gwrywaidd sy'n oedolion oedd yn profi niwro-lid acíwt, fod amlygiad i LTE-1800 MHz gyda SARACx lleol o 0.5 W/kg (gweler Dulliau) wedi arwain at ostyngiad sylweddol yn nwyster yr ymatebion a ysgogwyd gan sain mewn recordiadau cyfathrebu cynradd. Digwyddodd y newidiadau hyn mewn gweithgaredd niwronaidd heb unrhyw newid amlwg yng nghwmpas y parth gofodol a gwmpesir gan brosesau microglial. Ni welwyd yr effaith hon o LTE ar ddwyster yr ymatebion a ysgogwyd gan gortigau mewn llygod mawr iach. O ystyried y tebygrwydd yn y dosbarthiad amledd gorau posibl rhwng unedau recordio mewn anifeiliaid a oedd wedi'u hamlygu i LTE ac anifeiliaid a oedd wedi'u hamlygu i ffug, gellir priodoli'r gwahaniaethau mewn adweithedd niwronaidd i effeithiau biolegol signalau LTE yn hytrach na rhagfarn samplu (Ffig. 4a). Ar ben hynny, mae absenoldeb newidiadau mewn latency ymateb a lled band tiwnio sbectrol mewn llygod mawr a oedd wedi'u hamlygu i LTE yn awgrymu, yn fwyaf tebygol, bod y recordiadau hyn wedi'u samplu o'r un haenau cortigol, sydd wedi'u lleoli yn yr ACx cynradd yn hytrach na rhanbarthau eilaidd.
Hyd y gwyddom ni, nid yw effaith signalau LTE ar ymatebion niwronau wedi'i hadrodd o'r blaen. Fodd bynnag, mae astudiaethau blaenorol wedi dogfennu gallu ton barhaus (CW) GSM-1800 MHz neu 1800 MHz i newid cyffroad niwronau, er gyda gwahaniaethau sylweddol yn dibynnu ar y dull arbrofol. Yn fuan ar ôl dod i gysylltiad â CW 1800 MHz ar lefel SAR o 8.2 W/Kg, dangosodd recordiadau o ganglia malwod drothwyon is ar gyfer sbarduno potensialau gweithredu a modiwleiddio niwronau. Ar y llaw arall, gostyngwyd gweithgaredd pigo a byrstio mewn diwylliannau niwronau cynradd a ddeilliodd o ymennydd llygod mawr trwy ddod i gysylltiad â CW GSM-1800 MHz neu 1800 MHz am 15 munud ar SAR o 4.6 W/kg. Dim ond yn rhannol y gellid gwrthdroi'r ataliad hwn o fewn 30 munud o ddod i gysylltiad ag ef. Cyflawnwyd tawelu niwronau'n llwyr ar SAR o 9.2 W/kg. Dangosodd dadansoddiad ymateb-dos fod GSM-1800 MHz yn fwy effeithiol na CW 1800 MHz wrth atal gweithgaredd byrstio, gan awgrymu bod ymatebion niwronau... yn dibynnu ar fodiwleiddio signal RF.
Yn ein lleoliad ni, casglwyd ymatebion a ysgogwyd gan y cortigau in vivo 3 i 6 awr ar ôl i'r amlygiad 2 awr i'r pen yn unig ddod i ben. Mewn astudiaeth flaenorol, fe wnaethom ymchwilio i effaith GSM-1800 MHz ar SARACx o 1.55 W/kg ac ni chanfuom unrhyw effaith arwyddocaol ar ymatebion cortigau a ysgogwyd gan sain mewn llygod mawr iach. Yma, yr unig effaith arwyddocaol a ysgogwyd mewn llygod mawr iach trwy amlygiad i LTE-1800 ar 0.5 W/kg SARACx oedd cynnydd bach yn hyd yr ymateb ar ôl cyflwyno tonau pur. Mae'n anodd esbonio'r effaith hon oherwydd nad yw'n cyd-fynd â chynnydd yn nwyster yr ymateb, gan awgrymu bod yr hyd ymateb hirach hwn yn digwydd gyda'r un cyfanswm o botensialau gweithredu a daniwyd gan niwronau cortigol. Un esboniad gallai fod y gallai amlygiad i LTE leihau gweithgaredd rhai interniwronau ataliol, gan ei fod wedi'i ddogfennu bod ataliad porthiant ymlaen mewn ACx cynradd yn rheoli hyd ymatebion celloedd pyramid a sbardunir gan fewnbwn thalamig cyffrous33,34, 35, 36, 37.
Mewn cyferbyniad, mewn llygod mawr a oedd wedi dioddef niwro-lid a ysgogwyd gan LPS, nid oedd gan amlygiad i LTE unrhyw effaith ar hyd y tanio niwronau a ysgogwyd gan sain, ond canfuwyd effeithiau sylweddol ar gryfder yr ymatebion a ysgogwyd. Mewn gwirionedd, o'i gymharu ag ymatebion niwronau a gofnodwyd mewn llygod mawr a oedd wedi'u hamlygu i LPS ar ffurf ffug, dangosodd niwronau mewn llygod mawr a gafodd eu trin â LPS a oedd wedi'u hamlygu i LTE ostyngiad yn nwyster eu hymatebion, effaith a welwyd wrth gyflwyno tonau pur a lleisiau naturiol. Digwyddodd y gostyngiad yn nwyster yr ymateb i donau pur heb gulhau'r lled band tiwnio sbectrol o 75 dB, ac oherwydd ei fod yn digwydd ar bob dwyster sain, arweiniodd at gynnydd yn nhrothwyon acwstig niwronau cortigol ar amleddau isel a chanolig.
Dangosodd y gostyngiad yng nghryfder yr ymateb a ysgogwyd fod effaith signalau LTE ar SARACx o 0.5 W/kg mewn anifeiliaid a gafodd eu trin â LPS yn debyg i effaith GSM-1800 MHz a gymhwyswyd ar SARACx dair gwaith yn uwch (1.55 W/kg) 28. O ran signalau GSM, gall amlygiad y pen i LTE-1800 MHz leihau cyffroad niwronau mewn niwronau ACx llygod mawr sy'n destun niwro-llid a ysgogwyd gan LPS. Yn unol â'r rhagdybiaeth hon, gwelsom hefyd duedd tuag at ostyngiad mewn dibynadwyedd treial o ymatebion niwronau i leisio (Ffig. 4h) a llai o weithgarwch digymell (Ffig. 4i). Fodd bynnag, mae wedi bod yn anodd pennu in vivo a yw signalau LTE yn lleihau cyffroad niwronau mewnol neu'n lleihau mewnbwn synaptig, a thrwy hynny'n rheoli ymatebion niwronau yn ACx.
Yn gyntaf, gall yr ymatebion gwannach hyn fod oherwydd y cyffroad cynhenid isaf mewn celloedd cortigol ar ôl dod i gysylltiad ag LTE 1800 MHz. Gan gefnogi'r syniad hwn, gostyngodd GSM-1800 MHz a 1800 MHz-CW weithgaredd byrstio pan gânt eu rhoi'n uniongyrchol ar ddiwylliannau cynradd o niwronau cortigol llygod mawr gyda lefelau SAR o 3.2 W/kg a 4.6 W/kg, yn y drefn honno, ond roedd angen lefel SAR trothwy i leihau gweithgaredd byrstio yn sylweddol. Gan eiriol dros gyffroad cynhenid isaf, gwelsom hefyd gyfraddau is o danio digymell mewn anifeiliaid a oedd wedi'u hamlygu nag mewn anifeiliaid a oedd wedi'u hamlygu'n ffug.
Yn ail, gall amlygiad i LTE hefyd effeithio ar drosglwyddiad synaptig o synapsau thalamo-cortigol neu gortigol-cortigol. Mae nifer o gofnodion bellach yn dangos, yn y cortecs clywedol, nad yw lled tiwnio sbectrol yn cael ei bennu'n unig gan dafluniadau thalamig afferent, ond bod cysylltiadau intracortigol yn rhoi mewnbwn sbectrol ychwanegol i safleoedd cortigol39,40.Yn ein harbrofion, awgrymodd y ffaith bod STRF cortigol yn dangos lled band tebyg mewn anifeiliaid a oedd wedi'u hamlygu ac a oedd wedi'u hamlygu'n ffug yn anuniongyrchol nad oedd effeithiau amlygiad i LTE yn effeithiau ar gysylltedd cortigol-cortigol.Mae hyn hefyd yn awgrymu nad yw cysylltedd uwch mewn rhanbarthau cortigol eraill a oedd wedi'u hamlygu yn SAR nag a fesurwyd yn ACx (Ffig. 2) o bosibl yn gyfrifol am yr ymatebion newidiedig a adroddir yma.
Yma, dangosodd cyfran fwy o recordiadau cortigol a oedd wedi'u hamlygu i LPS drothwyon uchel o'i gymharu ag anifeiliaid a oedd wedi'u hamlygu i LPS ar ffurf ffug. O ystyried ei fod wedi'i gynnig bod y trothwy acwstig cortigol yn cael ei reoli'n bennaf gan gryfder y synaps thalamo-cortigol39,40, gellir amau bod trosglwyddiad thalamo-cortigol yn cael ei leihau'n rhannol gan amlygiad, naill ai lefel presynaptig (rhyddhau glwtamad yn llai) neu lefel ôl-synaptig (nifer neu affinedd derbynyddion is).
Yn debyg i effeithiau GSM-1800 MHz, digwyddodd ymatebion niwronaidd newidiol a achosir gan LTE yng nghyd-destun niwro-llid a ysgogwyd gan LPS, a nodweddir gan ymatebion microglial. Mae tystiolaeth gyfredol yn awgrymu bod microglia yn dylanwadu'n gryf ar weithgaredd rhwydweithiau niwronaidd mewn ymennydd arferol a phatholegol41,42,43. Mae eu gallu i fodiwleiddio niwrodrosglwyddiad yn dibynnu nid yn unig ar gynhyrchu cyfansoddion maen nhw'n eu cynhyrchu a all neu a all gyfyngu ar niwrodrosglwyddiad, ond hefyd ar symudedd uchel eu prosesau cellog. Yn y cortecs yr ymennydd, mae gweithgaredd cynyddol a gostyngedig rhwydweithiau niwronaidd yn sbarduno ehangu cyflym y parth gofodol microglial oherwydd twf prosesau microglial44,45. Yn benodol, mae allwthiadau microglial yn cael eu recriwtio ger synapsau thalamocortical wedi'u actifadu a gallant atal gweithgaredd synapsau cyffroi trwy fecanweithiau sy'n cynnwys cynhyrchu adenosin lleol a gyfryngir gan ficroglia.
Mewn llygod mawr a gafodd eu trin â LPS a gyflwynwyd i GSM-1800 MHz gyda SARACx ar 1.55 W/kg, digwyddodd gweithgaredd gostyngol niwronau ACx gyda thwf prosesau microglial a nodwyd gan ardaloedd sylweddol wedi'u lliwio ag Iba1 mewn Cynnydd ACx28. Mae'r arsylwi hwn yn awgrymu y gall ailfodelu microglial a sbardunir gan amlygiad GSM gyfrannu'n weithredol at y gostyngiad a achosir gan GSM mewn ymatebion niwronal a ysgogwyd gan sain. Mae ein hastudiaeth gyfredol yn dadlau yn erbyn y ddamcaniaeth hon yng nghyd-destun amlygiad pen LTE gyda SARACx wedi'i gyfyngu i 0.5 W/kg, gan na chanfuom unrhyw gynnydd yn y parth gofodol a gwmpesir gan brosesau microglial. Fodd bynnag, nid yw hyn yn diystyru unrhyw effaith signalau LTE ar ficroglia wedi'i actifadu gan LPS, a all yn ei dro effeithio ar weithgaredd niwronal. Mae angen astudiaethau pellach i ateb y cwestiwn hwn ac i bennu'r mecanweithiau y mae niwro-llid acíwt yn newid ymatebion niwronal i signalau LTE.
Hyd y gwyddom ni, nid yw effaith signalau LTE ar brosesu clywedol wedi'i hastudio o'r blaen. Dangosodd ein hastudiaethau blaenorol 26,28 a'r astudiaeth gyfredol, mewn lleoliad llid acíwt, fod amlygiad y pen yn unig i GSM-1800 MHz neu LTE-1800 MHz wedi arwain at newidiadau swyddogaethol mewn ymatebion niwronaidd yn ACx, fel y dangosir gan y cynnydd yn y trothwy clyw. Am o leiaf ddau brif reswm, ni ddylai swyddogaeth y cochlear gael ei heffeithio gan ein hamlygiad i LTE. Yn gyntaf, fel y dangosir yn yr astudiaeth dosimetreg a ddangosir yn Ffigur 2, mae'r lefelau uchaf o SAR (yn agos at 1 W/kg) wedi'u lleoli yn y cortecs dorsomedial (islaw'r antena), ac maent yn lleihau'n sylweddol wrth i rywun symud yn fwy ochrol ac yn ochrol. Rhan fentrol y pen. Gellir amcangyfrif ei fod tua 0.1 W/kg ar lefel pinna'r llygoden fawr (islaw camlas y glust). Yn ail, pan amlygwyd clustiau mochyn cwta am 2 fis ar GSM 900 MHz (5 diwrnod/wythnos, 1 awr/dydd, SAR rhwng 1 a 4 W/kg), roedd nid oedd unrhyw newidiadau canfyddadwy ym maint y cynnyrch ystumio Trothwyon otoacwstig ar gyfer Allyriadau ac Ymatebion Clywedol Coesyn yr Ymennydd 47. Ar ben hynny, ni effeithiodd amlygiad dro ar ôl tro i'r pen i GSM 900 neu 1800 MHz ar SAR lleol o 2 W/kg ar swyddogaeth celloedd gwallt allanol y cochlear mewn llygod mawr iach48,49. Mae'r canlyniadau hyn yn adleisio data a gafwyd mewn bodau dynol, lle mae ymchwiliadau wedi dangos nad oes gan amlygiad 10 i 30 munud i EMF o ffonau symudol GSM unrhyw effaith gyson ar brosesu clywedol fel y'i aseswyd ar lefel y cochlear50,51,52neu lefel y coesyn yr ymennydd53,54.
Yn ein hastudiaeth ni, gwelwyd newidiadau tanio niwronau a ysgogwyd gan LTE in vivo 3 i 6 awr ar ôl i'r amlygiad ddod i ben. Mewn astudiaeth flaenorol ar ran dorsomedial y cortecs, nid oedd sawl effaith a ysgogwyd gan GSM-1800 MHz a welwyd 24 awr ar ôl yr amlygiad yn ganfyddadwy mwyach 72 awr ar ôl yr amlygiad. Mae hyn yn wir gydag ehangu prosesau microglial, lleihau'r genyn IL-1ß ac addasu ôl-gyfieithiadol derbynyddion AMPA. O ystyried bod gan y cortecs clywedol werth SAR is (0.5W/kg) na'r rhanbarth dorsomedial (2.94W/kg26), mae'n ymddangos bod y newidiadau mewn gweithgaredd niwronau a adroddir yma yn rhai dros dro.
Dylai ein data ystyried y terfynau SAR cymwys ac amcangyfrifon o'r gwerthoedd SAR gwirioneddol a gyflawnir yng nghortecs yr ymennydd defnyddwyr ffonau symudol. Mae safonau cyfredol a ddefnyddir i amddiffyn y cyhoedd yn gosod y terfyn SAR i 2 W/kg ar gyfer amlygiad lleol i'r pen neu'r torso i amleddau radio yn yr ystod RF 100 kHz a 6 GHz.
Mae efelychiadau dos wedi'u cynnal gan ddefnyddio gwahanol fodelau pen dynol i bennu amsugno pŵer RF mewn gwahanol feinweoedd y pen yn ystod cyfathrebu cyffredinol â'r pen neu ffôn symudol. Yn ogystal ag amrywiaeth modelau pen dynol, mae'r efelychiadau hyn yn tynnu sylw at wahaniaethau neu ansicrwydd sylweddol wrth amcangyfrif ynni a amsugnir gan yr ymennydd yn seiliedig ar baramedrau anatomegol neu histolegol fel siâp allanol neu fewnol y benglog, trwch, neu gynnwys dŵr. Mae gwahanol feinweoedd pen yn amrywio'n fawr yn ôl oedran, rhyw, neu unigolyn 56,57,58. Ar ben hynny, mae nodweddion ffôn symudol, fel lleoliad mewnol yr antena a safle'r ffôn symudol o'i gymharu â phen y defnyddiwr, yn dylanwadu'n gryf ar lefel a dosbarthiad gwerthoedd SAR yn y cortecs cerebral 59,60. Fodd bynnag, o ystyried y dosraniadau SAR a adroddwyd yn y cortecs cerebral dynol, a sefydlwyd o fodelau ffôn symudol yn allyrru amleddau radio yn yr ystod 1800 MHz 58, 59, 60, ymddengys bod y lefelau SAR a gyflawnir yn y cortecs clywedol dynol yn dal i gael eu tan-gymhwyso hanner y cortecs cerebral dynol. Ein hastudiaeth (SARACx 0.5 W/kg).Felly, nid yw ein data yn herio'r terfynau cyfredol ar werthoedd SAR sy'n berthnasol i'r cyhoedd.
I gloi, mae ein hastudiaeth yn dangos bod un amlygiad pen yn unig i LTE-1800 MHz yn ymyrryd ag ymatebion niwronaidd niwronau cortigol i ysgogiadau synhwyraidd. Yn gyson â nodweddiadau blaenorol o effeithiau signalau GSM, mae ein canlyniadau'n awgrymu bod effeithiau signalau LTE ar weithgaredd niwronaidd yn amrywio yn ôl statws iechyd. Mae niwro-llid acíwt yn sensitifio niwronau i LTE-1800 MHz, gan arwain at brosesu cortigol newidiol o ysgogiadau clywedol.
Casglwyd data yn 55 diwrnod oed o gortecs yr ymennydd 31 o lygod mawr gwrywaidd Wistar a gafwyd yn labordy Janvier. Cafodd llygod mawr eu lletya mewn cyfleuster rheoledig lleithder (50-55%) a thymheredd (22-24 °C) gyda chylch golau/tywyllwch o 12 awr/12 awr (goleuadau ymlaen am 7:30am) gyda mynediad rhydd at fwyd a dŵr. Perfformiwyd yr holl arbrawf yn unol â'r canllawiau a sefydlwyd gan Gyfarwyddeb Cyngor y Cymunedau Ewropeaidd (Cyfarwyddeb Cyngor 2010/63/EU), sy'n debyg i'r rhai a ddisgrifir yng Nghanllawiau'r Gymdeithas Niwrowyddoniaeth ar gyfer Defnyddio Anifeiliaid mewn Ymchwil Niwrowyddoniaeth. Cymeradwywyd y protocol hwn gan y Pwyllgor Moeseg Paris-Sud a'r Ganolfan (CEEA Rhif 59, Prosiect 2014-25, Protocol Cenedlaethol 03729.02) gan ddefnyddio gweithdrefnau a ddilyswyd gan y pwyllgor hwn 32-2011 a 34-2012.
Cafodd anifeiliaid eu harfer â siambrau cytrefi am o leiaf 1 wythnos cyn triniaeth LPS ac amlygiad (neu amlygiad ffug) i LTE-EMF.
Chwistrellwyd dau ar hugain o lygod mawr yn fewnberitoneol (ip) ag E. coli LPS (250 µg/kg, seroteip 0127:B8, SIGMA) wedi'i wanhau â halwynog isotonig di-haint heb endotocsin 24 awr cyn amlygiad LTE neu ffug (n fesul grŵp). = 11). Mewn llygod mawr gwrywaidd Wistar 2 fis oed, mae'r driniaeth LPS hon yn cynhyrchu ymateb niwro-llidiol sy'n cael ei farcio yn y cortecs cerebral gan sawl gen pro-llidiol (ffactor necrosis tiwmor-alffa, interleukin 1ß, CCL2, NOX2, NOS2) wedi'u huchreoleiddio 24 awr ar ôl chwistrelliad LPS, gan gynnwys cynnydd 4 a 12 gwaith yn lefelau trawsgrifiadau sy'n amgodio'r ensym NOX2 ac interleukin 1ß, yn y drefn honno. Ar y pwynt amser 24 awr hwn, dangosodd microglia cortigol y morffoleg celloedd "trwchus" nodweddiadol a ddisgwylir gan actifadu celloedd pro-llidiol a sbardunwyd gan LPS (Ffigur 1), sy'n groes i actifadu a sbardunwyd gan LPS gan eraill. Mae actifadu pro-llidiol cellog yn cyfateb i 24, 61.
Perfformiwyd amlygiad i EMF LTE ar y pen yn unig gan ddefnyddio'r gosodiad arbrofol a ddefnyddiwyd yn flaenorol i werthuso effaith EMF GSM26. Perfformiwyd amlygiad i LTE 24 awr ar ôl pigiad LPS (11 anifail) neu ddim triniaeth LPS (5 anifail). Cafodd anifeiliaid eu hanesthetio'n ysgafn gyda chetamin/xylazine (cetamin 80 mg/kg, ip; xylazine 10 mg/kg, ip) cyn eu hamlygu i atal symudiad ac i sicrhau bod pen yr anifail yn yr antena dolen yn allyrru'r signal LTE Lleoliad atgynhyrchadwy isod. Gwasanaethodd hanner y llygod mawr o'r un cawell fel rheolyddion (11 anifail a gafodd eu hamlygu'n ffug, allan o 22 o lygod mawr a gafodd eu trin ymlaen llaw ag LPS): cawsant eu gosod o dan yr antena dolen a gosodwyd egni'r signal LTE i sero. Roedd pwysau anifeiliaid a gafodd eu hamlygu a'r rhai a gafodd eu hamlygu'n ffug yn debyg (p = 0.558, prawf-t heb ei baru, ns). Gosodwyd yr holl anifeiliaid a gafodd anesthetig ar bad gwresogi di-fetel i gynnal tymheredd eu corff tua 37°C drwy gydol y... arbrawf.Fel yn yr arbrofion blaenorol, gosodwyd yr amser amlygiad i 2 awr.Ar ôl amlygiad, rhowch yr anifail ar bad gwresogi arall yn yr ystafell lawdriniaeth.Cymhwyswyd yr un weithdrefn amlygiad i 10 llygoden fawr iach (heb eu trin ag LPS), a chafodd hanner ohonynt eu hamlygu'n ffug o'r un cawell (p = 0.694).
Roedd y system amlygiad yn debyg i'r systemau 25, 62 a ddisgrifiwyd mewn astudiaethau blaenorol, gyda'r generadur amledd radio wedi'i ddisodli i gynhyrchu LTE yn lle meysydd electromagnetig GSM. Yn gryno, cysylltwyd generadur RF (SMBV100A, 3.2 GHz, Rohde & Schwarz, yr Almaen) yn allyrru maes electromagnetig LTE - 1800 MHz ag amplifier pŵer (ZHL-4W-422+, Mini-Circuits, UDA), cylchredwr (D3 1719-N, Sodhy, Ffrainc), cyplydd dwy ffordd (CD D 1824-2, − 30 dB, Sodhy, Ffrainc) a rhannwr pŵer pedair ffordd (DC D 0922-4N, Sodhy, Ffrainc), gan ganiatáu i bedwar anifail gael eu hamlygu ar yr un pryd. Roedd mesurydd pŵer (N1921A, Agilent, UDA) wedi'i gysylltu â chyplydd dwyffordd yn caniatáu mesur a monitro parhaus o bŵer digwyddiadol ac adlewyrchol o fewn y ddyfais. Cysylltwyd pob allbwn ag antena dolen (Sama-Sistemi srl; Roma), gan alluogi datguddiad rhannol o ben yr anifail. Mae'r antena dolen yn cynnwys cylched brintiedig gyda dwy linell fetel (cysonyn dielectrig εr = 4.6) wedi'u hysgythru ar swbstrad epocsi inswleiddio. Ar un pen, mae'r ddyfais yn cynnwys gwifren 1 mm o led sy'n ffurfio cylch wedi'i osod yn agos at ben yr anifail. Fel mewn astudiaethau blaenorol26,62, penderfynwyd y gyfradd amsugno benodol (SAR) yn rhifiadol gan ddefnyddio model llygoden fawr rhifiadol a dull parth amser gwahaniaeth meidraidd (FDTD)63,64,65. Fe'u penderfynwyd hefyd yn arbrofol mewn model llygoden fawr homogenaidd gan ddefnyddio chwiliedyddion Luxtron i fesur cynnydd tymheredd. Yn yr achos hwn, cyfrifir SAR mewn W/kg gan ddefnyddio'r fformiwla: SAR = C ΔT/Δt, lle mae C yn cynrychioli'r capasiti gwres mewn J/(kg K), ΔT, mewn °K ac Δt Newid tymheredd, amser mewn eiliadau. Cymharwyd y gwerthoedd SAR a bennwyd yn rhifiadol â gwerthoedd SAR arbrofol a gafwyd gan ddefnyddio model homogenaidd, yn enwedig mewn rhanbarthau ymennydd llygoden fawr cyfatebol. Mae'r gwahaniaeth rhwng y mesuriadau SAR rhifiadol a'r gwerthoedd SAR a ganfuwyd yn arbrofol yn llai na 30%.
Mae Ffigur 2a yn dangos y dosbarthiad SAR yn ymennydd y llygoden fawr yn y model llygoden fawr, sy'n cyfateb i'r dosbarthiad o ran pwysau corff a maint y llygod mawr a ddefnyddiwyd yn ein hastudiaeth. Roedd SAR cymedrig yr ymennydd yn 0.37 ± 0.23 W/kg (cymedr ± SD). Mae gwerthoedd SAR ar eu huchaf yn yr ardal gortigol ychydig islaw'r antena dolen. Roedd yr SAR lleol yn ACx (SARACx) yn 0.50 ± 0.08 W/kg (cymedr ± SD) (Ffig. 2b). Gan fod pwysau corff llygod mawr sydd wedi'u hamlygu yn homogenaidd a bod gwahaniaethau mewn trwch meinwe'r pen yn ddibwys, disgwylir i SAR gwirioneddol ACx neu ardaloedd cortigol eraill fod yn debyg iawn rhwng un anifail sydd wedi'i hamlygu ac un arall.
Ar ddiwedd yr amlygiad, rhoddwyd dosau ychwanegol o getamin (20 mg/kg, ip) a xylazine (4 mg/kg, ip) i'r anifeiliaid nes na welwyd unrhyw symudiadau atgyrch ar ôl pinsio'r bawen gefn. Chwistrellwyd anesthetig lleol (Xylocain 2%) yn isgroenol i'r croen a'r cyhyr temporalis uwchben y benglog, a gosodwyd yr anifeiliaid ar system wresogi ddi-fetel. Ar ôl gosod yr anifail yn y ffrâm stereotacsig, perfformiwyd craniotomi dros y cortecs amserol chwith. Fel yn ein hastudiaeth flaenorol66, gan ddechrau o gyffordd yr esgyrn parietal ac amserol, roedd yr agoriad yn 9 mm o led a 5 mm o uchder. Tynnwyd y dura uwchben yr ACx yn ofalus o dan reolaeth binocwlaidd heb niweidio'r pibellau gwaed. Ar ddiwedd y driniaeth, adeiladwyd sylfaen mewn sment acrylig deintyddol ar gyfer gosod pen yr anifail yn atrawmatig yn ystod y recordiad. Rhowch y ffrâm stereotacsig sy'n cynnal yr anifail mewn siambr gwanhau acwstig (IAC, model AC1).
Cafwyd data o recordiadau aml-uned yng nghortecs clywedol cynradd 20 llygod mawr, gan gynnwys 10 anifail a gafodd eu trin ymlaen llaw ag LPS. Cafwyd recordiadau allgellog o arae o 16 electrod twngsten (TDT, ø: 33 µm, < 1 MΩ) yn cynnwys dwy res o 8 electrod wedi'u gosod 1000 µm ar wahân (350 µm rhwng electrodau yn yr un rhes). Mewnosodwyd gwifren arian (ø: 300 µm) ar gyfer seilio rhwng yr asgwrn amserol a'r dura contralateral. Amcangyfrifir bod lleoliad yr ACx cynradd 4-7 mm yn ôl i'r bregma a 3 mm yn fentrol i'r pwyth uwch-amserol. Mwyhawyd y signal crai 10,000 o weithiau (TDT Medusa) ac yna cafodd ei brosesu gan system gaffael data aml-sianel (RX5, TDT). Hidlwyd signalau a gasglwyd o bob electrod (610–10,000 Hz) i echdynnu gweithgaredd aml-uned (MUA). Gosodwyd lefelau sbardun yn ofalus ar gyfer pob electrod (gan gyd-awduron a oedd wedi'u dallu i (cyflyrau agored neu ffug-agored) i ddewis y potensial gweithredu mwyaf o'r signal. Dangosodd archwiliad ar-lein ac all-lein o'r tonffurfiau fod y MUA a gasglwyd yma yn cynnwys potensialau gweithredu a gynhyrchwyd gan 3 i 6 niwron ger yr electrodau. Ar ddechrau pob arbrawf, fe wnaethom osod safle'r arae electrod fel y gallai dwy res o wyth electrod samplu niwronau, o ymatebion amledd isel i uchel pan gânt eu perfformio yn y cyfeiriadedd rostral.
Cynhyrchwyd ysgogiadau acwstig yn Matlab, a'u trosglwyddo i system dosbarthu sain (TDT) seiliedig ar RP2.1 a'u hanfon at uchelseinydd Fostex (FE87E). Gosodwyd yr uchelseinydd 2 cm o glust dde'r llygoden fawr, ac ar y pellter hwnnw cynhyrchodd yr uchelseinydd sbectrwm amledd gwastad (± 3 dB) rhwng 140 Hz a 36 kHz. Perfformiwyd calibradu'r uchelseinydd gan ddefnyddio sŵn a thonau pur a recordiwyd gyda meicroffon Bruel a Kjaer 4133 wedi'i gyplysu â rhag-fwyhadur B&K 2169 a recordydd digidol Marantz PMD671. Penderfynwyd y Maes Derbyniol Amser Sbectrol (STRF) gan ddefnyddio 97 o amleddau gama-tôn, yn cwmpasu 8 wythfed (0.14–36 kHz), a gyflwynwyd mewn trefn ar hap ar 75 dB SPL ar 4.15 Hz. Penderfynir yr Ardal Ymateb Amledd (FRA) gan ddefnyddio'r un set o donau a'i chyflwyno mewn trefn ar hap ar 2 Hz o 75 i 5 dB SPL. Cyflwynir pob amledd wyth gwaith ym mhob dwyster.
Aseswyd ymatebion i ysgogiadau naturiol hefyd. Mewn astudiaethau blaenorol, gwelsom nad oedd lleisiau llygod mawr yn aml yn ennyn ymatebion cryf yn ACx, waeth beth fo'r amledd gorau posibl niwronaidd (BF), tra bod lleisiau penodol i xenograft (e.e. lleisiau adar cân neu fochyn cwta) fel arfer yn berthnasol i'r map tôn cyfan. Felly, profom ymatebion cortigol i leisiau mewn moch cwta (roedd y chwiban a ddefnyddiwyd mewn 36 wedi'i gysylltu ag 1 eiliad o ysgogiadau, a gyflwynwyd 25 gwaith).
Gallwn hefyd addasu'r cydrannau goddefol rf yn ôl eich gofynion. Gallwch fynd i mewn i'r dudalen addasu i ddarparu'r manylebau sydd eu hangen arnoch.
https://www.keenlion.com/customization/
E-bost:
sales@keenlion.com
tom@keenlion.com
Amser postio: Mehefin-23-2022
